白云岩具有重要的油气勘探价值,关于的白云岩成因问题,国内外学者进行了多年的研究,并建立了不同的成因模式,但迄今为止白云岩的成因仍有许多不解之处。四川盆地下奥陶统桐梓组存在具备发育潜在优质储层条件的白云岩,基于此,本文以川南地区下奥陶统桐梓组白云岩为对象,在前人的研究基础上,通过显微镜下观察,X射线全岩衍射、阴极发光、孔渗测试、常微量元素、碳氧同位素、锶同位素、稀土元素等实验测试方法,较系统地研究了川南地区下奥陶统桐梓组白云岩的岩石学和地球化学特征及其成因,得到了以下认识:川南地区桐梓组白云岩主要发育于该组中段,沉积构造以水平层理为主。桐梓组白云岩在盆地内广泛发育,其中以川南地区最为发育。根据晶体大小将研究区白云岩分为泥微晶白云岩和粉细晶白云岩,以泥微晶白云岩最为发育。通过孔渗测试分析发现,桐梓组白云岩物性特征总体上好于灰岩;保留原始结构的泥微晶白云岩的物性要好于具残余结构的粉细晶白云岩,说明岩石结构对于物性具有一定的控制作用。泥微晶白云岩白云石晶体细小,晶形难以识别,颗粒含量较少,原始结构保存较好,可见石英颗粒;白云石有序度值较低,阴极发光下均发暗红色光。Mg/Ca比值、Na、Sr、Fe、Mn、Si O₂、Al₂O₃含量较高;碳、氧同位素组成与同期海水成因白云岩碳氧同位素组成想接近。稀土元素特征与同期泥晶灰岩的稀土元素特征相似;⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值与同期泥晶灰岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值较为接近。上述特征表明泥微晶白云岩为准同生成因,同时在沉积成岩过程中受到了陆源碎屑物质的混入。粉细晶白云岩由粉晶、细晶白云石组成,晶体多为半自形或曲面它形,近镶嵌式胶结,普遍发育颗粒结构,残余颗粒结构较为常见,重结晶作用显著;白云石有序度值较高,阴极发光下白云石晶体核部发暗红色光,且可见具亮边和环带结构的白云石晶体;Na、Fe、Mn含量较高,Sr含量较低,碳、氧同位素组成部分与同期海水成因白云岩同位素组成相接近,而其他显示出明显的δ¹⁸O值偏低,稀土元素特征与同期泥晶灰岩的稀土元素特征相似;粉细晶白云岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr分布范围较广,大部分与同期泥晶灰岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值较为相近。上述特征表明粉细晶白云岩是早期受准同生白云石化作用形成,成岩后期叠加埋藏白云石化作用的产物。